способ диффузии бора для формирования р-области
Классы МПК: | H01L21/223 диффузия из твердой фазы в газовую или из газовой фазы в твердую |
Автор(ы): | Исмаилов Тагир Абдурашидович (RU), Шангереева Бийке Алиевна (RU), Шангереев Юсуп Пахрутдинович (RU), Муртазалиев Азамат Ибрагимович (RU) |
Патентообладатель(и): | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2013-01-10 публикация патента:
27.07.2014 |
Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых мощных транзисторов, в частности может быть использовано для формирования активной -области. Техническим результатом изобретения является уменьшение разброса значений поверхностных концентраций и получение равномерного легирования по длине лодочек. В способе диффузии бора процесс проводят с применением газообразного источника - диборана (В2Н6) при температуре 960°С и времени 35 минут на этапе загонки, при следующем соотношении компонентов: азот N2=240 л/ч, кислород O2 =120 л/ч и водород Н2=7,5 л/ч, а на этапе разгонки при температуре 1100°С и времени разгонки - 2 часа. Поверхностное сопротивление равно Rs=155±5 Ом/см.
Формула изобретения
Способ диффузии бора для формирования -области, включающий диффузию бора, отличающийся тем, что процесс проводят с применением газообразного источника - диборана (В2Н6) при температуре 960°С и времени - 35 минут на этапе загонки при следующем соотношении компонентов: азот - N2=240 л/ч, кислород - O2=120 л/ч, водород - Н2=7,5 л/ч; а на этапе разгонки температура - 1100°С и времени - 2 часа, при этом поверхностное сопротивление равно Rs=155±5 Ом/см.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых мощных транзисторов, в частности для формирования активной -области.
Известен способ диффузии бора из жидкого источника бора В2O3, при котором образуется ямки травления.
Известен другой способ диффузии бора из газообразного источника - BCL3, при котором значительно сложнее получить равномерное легирование подложек по длине лодочек.
Недостатками этих способов является засорение системы образующейся В2О3 , разброс значений поверхностной концентрации, неравномерное легирование подложек по длине лодочек [1].
Целью изобретения является уменьшение разброса значений поверхностной концентраций и получение равномерного легирования по длине лодочек.
Поставленная цель достигается проведением процесса диффузии бора с применением газообразного источника - диборана (В2Н6).
Сущность способа заключается в том, что очень удобным для управления диффузией является - диборан (В2Н6). Диборан взаимодействует с кислородом, образуя борный ангидрид и воду:
В 2Н6+3O2=В2O3 +Н2O
Присутствие воды значительно увеличивает скорость испарения В2O3, что обусловливает хорошее распределение диффузанта вдоль рабочей зоны вследствие образования летучих борных кислот, особенно метаборной кислоты -НВO2.
Предлагаемый способ отличается от известных тем, что на поверхности кремниевой подложки образуется слой боросиликатного стекла при расходе газов: азота N2 =240 л/ч, кислорода O2=120 л/ч и водород - Н2 =7,5 л/ч, причем температура на этапе загонки равна 960°С и время загонки - 35 минут; а на этапе разгонки - 1100°С и время разгонки - 2 часа.
Таким образом, предлагаемый способ диффузии бора с применением газообразного источника - диборана (В2H6) по сравнению с прототипом позволяет обеспечивать точное регулирование поверхностного сопротивления и уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получения равномерного легирования по длине лодочек.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (Rs) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - Rs=155±5 Ом/см.
Сущность изобретения подтверждается следующими примерами:
ПРИМЕР 1: Технологический процесс диффузии бора проводят в однозонной диффузионной печи на установке СДОМ-3/100. Кремниевые подложки размещаются на кварцевых лодочках. Расстояние между подложками и контрольными пластинами равно l=2,4 мм. Кремниевые подложки предварительно нагревают до температуры 850°С, а затем процесс проводят при следующем расходе газов: азот - N2=150 л/ч; кислород - O2=100 л/ч; водород - Н2=7,5 л/ч; с газообразным источником диборана (В 2Н6). Время загонки бора - 60 минут при температуре 1000°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1200°С и времени - 3 часа.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (R s) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - Rs=220±5 Ом/см.
ПРИМЕР 2: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов: азот - N2=200 л/ч; кислород - O2=120 л/ч; водород - Н2=7,5 л/ч; с газообразным источником диффузанта - диборана (В2Н6). Время загонки бора - 50 минут при температуре 980°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1150°С и времени - 2 часа.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (Rs) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - Rs=180±5 Ом/см.
ПРИМЕР 3: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов: азот - N2=240 л/ч; кислород - O 2=120 л/ч; водород - Н2=7,5 л/ч; с газообразным источником диффузанта - диборана (В2Н6). Время загонки бора - 40 минут при температуре 980°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1150°С и времени - 2 часа.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (Rs) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - Rs=160±5 Ом/см.
ПРИМЕР 4: Способ осуществляют аналогично условию примера 1, при следующем расходе газов: азот - N2=240 л/ч; кислород - O 2=120 л/ч; водород - Н2=7,5 л/ч; с газообразным источником диффузанта - диборана (В2Н6). Время загонки бора - 35 минут при температуре 960°С, а на этапе разгонки процесс проводят при температуре 1100°С и времени - 2 часа.
Контроль процесса проводят путем измерения поверхностного сопротивления (Rs) на установке «FPP-5000». Поверхностное сопротивление для первой базы равно - Rs=155±5 Ом/см.
Таким образом, предлагаемый способ диффузии бора с применением газообразного источника - диборана (В2Н6) по сравнению с прототипом позволяет обеспечивать точное регулирование поверхностного сопротивления и уменьшение разброса значений поверхностной концентрации и получения равномерного легирования по длине лодочек.
Источники информации
1. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М: «Высшая школа», 1986, с.158-162.